Трудности и успехи роботизации в заготовительном производстве



Для того чтобы представлять себе реальные возможности ПР и те области производства, в которых они используются, надо хотя бы вкратце рассмотреть сущность основных технологических методов получения и обработки заготовок деталей машин.

Одним из основных заготовительных производств является литейное производство. Из литых заготовок изготовляют детали сложной формы, типа корпусов, массой от нескольких граммов до десятков тонн. Среди них Царь-пушка А. Чохова, Царь-колокол, отлитый Моториными в 1735 г., уникальные чугунные решетки, окружающие парки и дворцы Санкт-Петербурга, и т. п.

В процессе литья жидкий металл направляется в форму через специальное отверстие и, заполнив полости литейной формы, затвердевает. Полости в форме повторяют конструкцию детали, а сама форма состоит из двух половин — опок. В форму помещают модель отливки, а затем заполняют опоки песчано-глинистой смесью и уплотняют ее. Чтобы получить внутренние полости и отверстия, в форму перед заливкой металла устанавливают стержни. Обе половины формы соединяют и заливают металл. После охлаждения форму разрушают или раскрывают, если она многоразового использования. Отливку извлекают и очищают.

Раньше вся эта работа выполнялась вручную в душных загазованных цехах. Сегодня автоматические манипуляторы с программным управлением применяют для удаления из литейной формы блоков цилиндров, контроля отливок с помощью инфракрасных детекторов, наполнения и уплотнения формовочной смеси. Широкое применение роботы получили при литье под давлением.

Этот процесс включает следующие операции: заливку металла под давлением в металлическую форму, затвердевание отливки, извлечение отливки и контроль ее целостности, очистку отливки и очистку формы. Матрицы формы очищаются воздушными струями и смазываются для предотвращения сцепления со следующей отливкой. В ряде случаев операции смазывания и очистки пресс-форм также осуществляются роботами. Роботы обычно действуют в цилиндрической или сферической системе координат. Конструкция манипулятора обладает повышенной жесткостью и требует дополнительной степени подвижности, так как при съеме отливки происходит плоскопараллельное перемещение манипулятора. Кроме того, робот должен быть тепло- и пылезащищен.

Литейные манипуляторы-смазчики имеют блок форсунок и напорный резервуар со смазочным материалом. Стойка манипулятора устанавливается на формонесущей плите машины для литья под давлением.

Для заливки металла используются различные автооператоры, оснащенные ковшом для металла. Ковш всегда находится над тиглем с разогретым металлом и сам нагревается от него. По команде манипулятор опускает ковш в расплавленный металл. Глубина погружения регулируется специальным датчиком. После заполнения металлом ковш поднимают и выдерживают некоторое время для слива металла в тигль. Затем рычаг вместе с ковшом поворачивается к заливочному окну литейной машины. Металл выливается в камеру, а манипулятор возвращает ковш в исходное состояние.

На базе машин для литья под давлением (МЛД) создаются РП. В состав РП входят машина для литья под давлением, раздаточная электропечь, установка для охлаждения отливок, пресс для обрубки литников, автооператоры и ПР. (Автооператор — автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора или совокупности манипулятора и устройства передвижения и не перепрограммируемого устройства управления.)

Другой вид заготовительного производства — кузнечно-штамповочное — тоже не остался обойденным вниманием со стороны роботов. В этом производстве роботы стали применять с самого начала их появления.

При ковке заготовку нагревают, чтобы металл стал более пластичным, легче принимал нужную форму, постепенно деформируясь под ударами молота. Этим методом (обработка давлением) получают коленчатые валы двигателей, гаечные ключи, кольца подшипников. Для нагрева используют пламенные и электрические печи. Вынув заготовку из печи, ее обрабатывают на гидравлических прессах или молотах. В массовом производстве применяют штамповку. Штамп имеет фасонную полость — ручей, повторяющую форму детали. В ручей устанавливается заготовка из печи, и когда верхняя половина штампа ударяет по заготовке, металл заполняет всю его полость. Штампованные детали требуют в дальнейшем очень небольшой обработки. Детали сложной формы обрабатывают в нескольких ручьях.

Штамповочная линия включает в себя несколько устройств: нагревательную печь, молот или пресс и обрезной пресс для удаления заусенцев. Заготовками для штамповки могут быть как отдельные болванки и прокат, так и листовой материал. Листовой штамповкой получают корпуса автомобилей и холодильников, подносы и ложки, различные емкости.

Работа кузнеца всегда была загадочной и тяжелой. Раскаленную заготовку надо было вынуть из печи клещами, перенести на наковальню молота и поворачивать после каждого удара бойка. Эту работу сегодня могут выполнять и промышленные роботы. Они не боятся ни массы заготовок, ни температуры металла, ни монотонности движений. Темп его работы не ослабевает в течение всей рабочей смены.

РТК с применением ПР «Циклон-ЗБ» и пресса модели КО-134 позволяет производить горячую штамповку деталей массой до 3 кг. Одной рукой ПР устанавливает заготовки в рабочую зону на позицию осадки, а второй — перекладывает заготовки на позицию вытяжки и далее на лоток. Именно робот выдает команду на срабатывание пресса. В день такой комплекс изготавливает 1000 деталей при двухсменной работе. Подобные РТК используют при горячей штамповке болтов, гаек, осей с буртиком, всевозможных пальцев.

Там, где время обработки исчисляется секундами, разгрузка и загрузка пресса производятся двумя промышленными роботами. Особенно это характерно для листовой штамповки деталей массой до 0,25 кг. Хорошо показал себя РТК мод. 4СМ2.120.048 с ПР мод. ПР-4-2.

Страницы: 1 2